diaphonie

La diaphonie se produit lorsqu'un signal électrique destiné à un conducteur ou un chemin de circuit déborde sur un conducteur ou un chemin de circuit adjacent, créant du bruit ou des interférences qui dégradent la qualité du signal. Dans les faisceaux de câbles, les PCB et les chaînes de signaux, l'énergie se couple capacitivement ou inductivement du conducteur actif vers les conducteurs inactifs ou différemment actifs à proximité, forçant des variations de tension ou de courant indésirables sur des circuits qui devraient rester isolés.

La gravité dépend de la proximité physique, de la fréquence, de l'adaptation d'impédance et du blindage. Les signaux analogiques basse fréquence peuvent tolérer une légère diaphonie; les signaux numériques haute vitesse ou les circuits de mesure de précision ne le peuvent pas. Le câblage à paires torsadées réduit le couplage capacitif en équilibrant l'exposition au champ électrique. La paire torsadée blindée ajoute un conducteur extérieur mis à la terre. Le câble coaxial concentre le signal sur un conducteur central et renvoie le courant sur un blindage environnant, offrant un rejet plus fort. Sur les PCB, la diaphonie s'aggrave lorsque les pistes sont parallèles et très rapprochées, surtout si elles transportent des signaux à des niveaux de tension différents ou commutent à des moments différents.

Où la diaphonie est la plus importante

Dans les télécommunications et la transmission de données, la diaphonie se manifeste comme diaphonie en extrémité proche (NEXT), où le signal interférent pénètre le conducteur victime près de l'émetteur, et diaphonie en extrémité lointaine (FEXT), pénétrant près du récepteur. Les câbles téléphoniques en faisceaux serrés ont historiquement souffert d'une diaphonie sévère jusqu'à ce que les normes de paires torsadées, puis de paires torsadées non blindées (UTP), la réduisent à des niveaux acceptables pour la voix et les premiers débits de données. L'Ethernet sur UTP à 1 Gbit/s et plus nécessite un équilibre et un contrôle d'impédance minutieux pour maintenir la diaphonie en dessous des seuils réglementaires.

Dans les systèmes audio analogiques, la diaphonie entre les canaux produit des signaux fantômes audibles, généralement mesurés en décibels d'atténuation entre un canal piloté et un canal non piloté. Dans les instruments de mesure, la diaphonie entre les canaux d'entrée analogiques peut corrompre l'acquisition de données si les canaux sont échantillonnés presque simultanément ou si les tensions de mode commun sont importantes. Les systèmes de mesure multiplexés doivent commuter les canaux suffisamment rapidement pour que le signal du canal précédent ne persiste pas sur l'entrée.

Les stratégies d'atténuation comprennent la séparation physique, le blindage, le filtrage, la terminaison d'impédance et la signalisation différentielle. Les paires différentielles annulent symétriquement le bruit de mode commun et les champs externes, ce qui en fait la norme pour les travaux numériques haute vitesse et analogiques sensibles. Les impédances de source et de charge doivent correspondre à l'impédance caractéristique du câble ou de la piste pour éviter les réflexions qui amplifient les effets de diaphonie. Les plans de masse dans les PCB multicouches fournissent des chemins de retour à faible impédance et réduisent les surfaces de boucle qui couplent l'énergie aux pistes voisines.